寡层Ti3C2Tx改性锂硫电池隔膜的研究

利用氟化锂和盐酸对前驱体Ti₃AlC₂进行刻蚀,成功得到寡层Ti₃C₂T_x纳米片,通过真空抽滤将其负载至商用锂硫电池PE隔膜上,得到修饰层厚度约为710 nm的层状选择性透过Ti₃C₂T_x材料修饰PE隔膜。通过层间距筛分多硫化物和锂离子,该复合隔膜能够有效阻挡多硫化物的穿过,但不影响锂离子的传输。实验结果表明,选择性透过隔膜的锂硫电池具有优异的循环性能,在1 C倍率下,其初始比容量为750.3 mA·h/g,循环200圈后比容量仍然有481.3 mA·h/g,容量保持率高达64.15%。     

Co/Co-N-C高效氧还原催化剂的制备及其用于镁-空气燃料电池的研究

采用还原性气氛一步热解ZIF-67的方法制备钴和氮共掺杂的蓬松絮状碳纳米管Co/Co-N-C催化剂。该催化剂具有高的比表面积和良好的导电性,利用三电极体系在旋转圆盘上进行测试,结果表明,其半波电位为0.82 V,起始电位为0.93 V,表明其氧还原性能表现突出。在镁-空气燃料电池实际应用体系中进行测试,负载该催化剂的单电池最高功率密度可达60 mW/cm²,在长达20 h的恒流放电测试中,放电电压没有明显衰减,表明其具有良好的放电稳定性和应用前景。     

石墨烯/聚酰亚胺介电复合材料的制备与性能

采用密闭氧化法制备氧化石墨,经过超声分散剥离得到氧化石墨烯(graphene oxide,GO),然后以聚乙烯吡咯烷酮为保护剂、维生素C(Vc)为还原剂,在N,N-二甲基甲酰胺溶液中还原氧化石墨烯,得到还原状态的石墨烯(reduced graphene oxide,rGO),最后采用原位复合、流涎成膜方法制备石墨烯/聚酰亚胺(rGO/PI)复合薄膜。利用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectrograph,XPS)、热重分析/差式扫描量热分析(TGA/DSC)等多种表征方法对rGO和rGO/PI复合薄膜的形貌、结构和热稳定性进行分析,用宽频介电谱仪测试复合薄膜的介电性能。结果表明,rGO是一种高效的导电填料,极少的添加量即可显著提高PI的介电常数,且对PI的其它性能影响较小。rGO/PI复合薄膜的介电常数随rGO填料含量的变化规律符合逾渗阈值模型,逾渗阈值f0为0.461%,临界指数q为0.523。当rGO含量(质量分数)为0.7%时,薄膜的介电常数为35.1,是纯PI的8.4倍。